印刷回路基板（PCB）を製粉する方法は？

PCBミリングは、PCB生産で使用される減算的な製造技術であり、機械的なツールが銅で覆われた基質から不要な銅を正確に除去して、必要な回路パターンを形成します。危険な化学物質を使用して余分な銅を溶解する従来の化学エッチングとは異なり、ミリングは物理的な切断に依存しており、より清潔で環境に優しいアプローチを提供します。

このプロセスは、迅速なプロトタイピングとスモールバッチで特に価値があります PCBの生産により、デザイナーとエンジニアがデジタルデザインから直接機能的な回路基板を迅速に製造できるようになります。マスクや化学浴を必要としないため、PCBミリングにより、ターンアラウンドの時間と柔軟性が高まり、新しい設計、プロトタイプの繰り返し、または大量製造に関連するセットアップコストを負担することなく限られた量の生産に最適です。

PCBミリングは包括的なPCB生産エコシステムの一部にすぎませんが、デザインとフルスケールの製造のギャップを埋める効率的な方法を提供することにより、フォトリソグラフィやエッチングなどの他の方法を補完します。開発サイクルの加速と環境への影響の低減におけるその役割は、現代の電子機器の製造におけるその重要性の高まりを強調しています。

設計ファイルの準備

ミリングが始まる前に、設計ファイルの正確な準備が重要であり、スムーズなPCB生産プロセスを確保します。

1。PCB設計の作成またはインポート

設計は、KICAD、Eagle、Altium DesignerなどのCAD/CAMソフトウェアを使用して作成またはインポートされます。これらのツールは、トレース、パッド、穴、ボードの概要を定義します。既存のガーバーファイルは、フライス式のために変換することもできます。

2。ツールパスとGコードの生成

PCBレイアウトは、トレース、アウトライン、および穴を粉砕するためのツールパスを生成するために処理されます。これらはGコードとしてエクスポートされます。Gコードは、ミリングマシンの動きと深さ、速度、ツールサイズなどの設定を制御します。

3。設計検証

加工する前に、設計の製造可能性がチェックされます。トレースの間隔、ドリルサイズ、ツールパスの供給は、フライスに適しています。シミュレーションまたはプレビューは、エラーを早期にキャッチし、PCB生産の廃棄物を削減するのに役立ちます。

フライス材のセットアップ

粉砕機の適切なセットアップは、PCB生産プロセスの精度と一貫性を実現するために不可欠です。この手順により、機器が生成されたGコード命令に正確に従うことができます。

1.適切なフライスツールの選択

切削工具の選択は、製粉されたPCBの品質を決定する上で重要な役割を果たします。

エンドミルは、周囲に彫刻することにより銅の痕跡を分離するために使用されます。

ドリルビットは、バイアスを作成し、穴を開けるために選択されています。
ツールの直径は設計要件と一致する必要があり、細かい詳細とよりタイトな間隔に使用されるツールが小さくなります。

2。銅に覆われたボードの固定

銅で覆われたボードは、クランプ、真空テーブル、または両面接着剤を使用して、フライス型プラットフォームにしっかりと固定する必要があります。動作中の安定性は、不整合や不均一なカットを引き起こす可能性のある動きを避け、ボードの故障につながるために不可欠です。

3。マシン設定の校正

ボードが固定され、ツールがロードされたら、マシンを調整する必要があります。

スピンドル速度は、削減効率とエッジの滑らかさに影響します。

基板を損傷することなく銅を除去するために、切断深さを慎重に設定する必要があります。

フィードレートは、ツールが表面上を移動する速さを制御し、速度と精度のバランスをとります。

適切なキャリブレーションにより、ミリングマシンが正確に実行され、清潔で機能的なボードが発生し、PCB生産のエラーが最小限に抑えられます。

ミリングプロセスステップ

マシンが適切にセットアップされると、実際のフライス操作が開始されます。これらのステップは、PCBを形成し、回路パスを形成し、コンポーネントアセンブリのためにボードを準備します。これは、成功したPCB生産ワークフローのすべての重要なアクションです。

1。初期アウトラインミリング

多くの場合、プロセスはアウトラインミリングから始まり、マシンはPCBの外側寸法を指定された形状にカットします。これにより、ボードのエッジが定義され、コネクタのスロットまたはカットアウト、取り付けポイント、または特別な設計機能を含めることができます。

2。分離ミリング

このステップでは、ツールは痕跡とパッドの周りから銅を除去して、それらを互いに電気的に分離します。分離ミリングとして知られているこのこれは、銅に覆われたボードを機能的な回路に変えるコアタスクです。この操作の精度は、信号の完全性と最終ボードの信頼性に直接影響します。

3。穴を開ける

設計にスルーホールコンポーネントまたはVIASが含まれている場合、マシンは定義された位置に穴を開けます。適切な穴の配置は、レイヤー間の電気接続（該当する場合）および正確なコンポーネントの取り付けに重要です。

4。最終的な清掃と検査

すべての製粉と掘削が完了した後、PCBはクリーニングを受けて、ショートパンツやはんだを妨げる可能性のある破片や銅の粉塵を除去します。ボードが設計要件を満たしていることを確認するために、目視検査または継続性テストが続く場合があります。

ミリング後の手順

物理的なフライス加工が完了した後、PCBが清潔で機能的で、アセンブリの準備が整っていることを確認するために、いくつかの重要な後処理ステップが必要です。これらの仕上げタスクは、特にプロトタイピングと小型バッチ製造において、PCB生産の全体的な品質に不可欠です。

1.残留ほこりと破片を除去します

製粉は、PCB表面や掘削穴に蓄積できる細かい銅粉塵とグラスファイバー粒子を生成します。これらの残留物は、圧縮空気、ソフトブラシ、または超音波洗浄を使用して徹底的に除去する必要があります。きれいな表面は、汚染を防ぎ、短絡のリスクを軽減し、後の組み立て段階ではんだの付着を確保します。

2。電気の連続性と短いテスト

ボードが清掃されたら、電気の連続性をテストし、隣接する痕跡の間にショーツがないことを確認する必要があります。これは、マルチメーターまたは自動化されたテストフィクスチャを使用して手動で実行できます。この段階で問題を特定して修正すると、PCB生産の下流段階での障害が防止されます。

3.はんだやアセンブリの準備

最後のステップは、コンポーネントの配置のためにボードを準備することです。これには、フラックスの適用、パッドの清潔さの検証、および材料の請求書（BOM）とのアライメントの確認が含まれます。この時点で、製粉されたPCBは、はんだ付けと電子システムへの統合の準備ができています。

PCBミリングの利点と制限

PCBミリングは、PCB生産のより広範な範囲内で実用的な手法であり、特に開発および低容積環境で好まれています。いくつかの重要な利点は提供されますが、アプリケーションに応じて考慮する必要がある特定のトレードオフも付属しています。

1.PCBミリングの利点

高速ターンアラウンドタイム
PCBミリングにより、デジタルデザインから直接回路基板を迅速に製造し、アウトソーシングまたは化学処理に関連する遅延を排除できます。エンジニアは、数時間で設計から機能的なプロトタイプに移動することができ、迅速な反復に最適です。

従来のエッチングとは異なり、化学物質の使用はありません
が、PCBミリングは酸や危険な化学物質に依存していません。これにより、特殊な廃棄物管理能力を持たないラボ、教育機関、および職場にとって、環境にやさしく安全な代替品になります。

マスクの準備や大規模なセットアップのオーバーヘッドを回避するため、プロトタイプとカスタマイズに最適です
。Millingは、低容量のPCB生産、1回限りのプロトタイプ、カスタマイズされたデザインに適しています。また、柔軟性があります。設定の変更は、ほとんどすぐに実装および製粉できます。

結論

PCBミリングはのより広い景観内で貴重で柔軟な方法です 、PCB生産。設計の準備とマシンのセットアップから正確なフライス加工や後処理まで、各ステップは機能的なプロトタイプと小型バッチボードの作成に貢献します。

大規模な製造には理想的ではありませんが、製粉はスピード、適応性、化学物質のない動作に優れており、迅速なプロトタイピングと開発に最適です。

効率と出力の品質を最大化するために、エンジニアとメーカーはPCBミリングを他のPCB生産技術と統合することをお勧めし、ハイブリッド製造戦略の一部としてその強みを活用します。